Monte a estrutura de Lewis, indique a geometria, a polaridade e as forças intermoleculares das moléculas \mathrm{ClF}_{3} e XeF 2. Responda qual delas terá maior temperatura normal de ebulição.

Passo 1

O enunciado pede para montarmos as estruturas de Lewis de \mathrm{ClF_3} e \mathrm{XeF_2}, determinarmos suas geometrias eletrônica e molecular, avaliarmos se são polares ou apolares, identificarmos as forças intermoleculares predominantes e, por fim, compararmos qual delas tem maior temperatura normal de ebulição.

Passo 2

Estrutura de Lewis de \mathrm{ClF_3}:
– Cálculo de elétrons de valência: \mathrm{Cl} tem 7, cada \mathrm{F} tem 7, totalizando 7 + 3 \times 7 = 28 elétrons, ou seja, 14 pares eletrônicos.
– Três ligações \mathrm{Cl–F} consomem 3 pares. Cada flúor precisa de 3 pares isolados ( 3 \times 3 = 9 pares) para completar seu octeto. Sobram 14 - 3 - 9 = 2 pares isolados sobre o cloro.
Portanto, o cloro fica com 3 pares ligantes e 2 pares isolados, e cada flúor com 3 pares isolados.

Passo 3

Geometria e polaridade de \mathrm{ClF_3}:
– Com 5 domínios eletrônicos (3 ligantes +2 isolados), a geometria eletrônica é trigonal bipiramidal. Os pares isolados ocupam posições equatoriais para minimizar repulsão, e os ligantes formam uma “seesaw” (tesoura).
– A forma molecular assimétrica gera um momento de dipolo resultante diferente de zero, logo \mathrm{ClF_3} é polar.
– Forças intermoleculares: além de dispersão de London, há interações dipolo-dipolo.

Passo 4

Estrutura de Lewis de \mathrm{XeF_2}:
– Cálculo de elétrons de valência: \mathrm{Xe} tem 8, cada \mathrm{F} tem 7, total 8 + 2 \times 7 = 22 elétrons, ou 11 pares.
– Duas ligações \mathrm{Xe–F} usam 2 pares; cada flúor recebe 3 pares isolados ( 2 \times 3 = 6 pares); sobram 11 - 2 - 6 = 3 pares isolados no xenônio.
Logo, \mathrm{Xe} tem 2 domínios ligantes e 3 isolados.

Passo 5

Geometria e polaridade de \mathrm{XeF_2}:
– Com 5 domínios eletrônicos (2 ligantes +3 isolados), a geometria eletrônica é trigonal bipiramidal, mas os 3 pares isolados ocupam posições equatoriais e os 2 flúor ficam nos polos, resultando em geometria molecular linear 180^\circ.
– A molécula é simétrica e o vetor dipolo total cancela, logo é apolar.
– Forças intermoleculares: atuam apenas forças de dispersão de London.

Passo 6

Comparação das temperaturas de ebulição:
\mathrm{ClF_3} é polar e apresenta dipolo-dipolo + London, enquanto \mathrm{XeF_2} é apolar, com só London.
– Quanto mais fortes as forças intermoleculares, maior a temperatura de ebulição. Portanto, \mathrm{ClF_3} terá temperatura normal de ebulição maior que \mathrm{XeF_2}.

Resposta

\mathrm{ClF_{3}} terá maior temperatura normal de ebulição.

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